気液流動特性を活性制御因子とするリポソーム内封入酸化酵素反応システムの構築

• 研究課題/領域番号: 21760642
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 生物機能・バイオプロセス
• 研究機関: 山口大学
• 研究代表者: 吉本 誠 山口大学, 大学院・医学系研究科, 准教授 (80322246)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2010
• 研究課題ステータス: 完了 (2010年度)
• 配分額: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円); 2010年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円); 2009年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
• キーワード: バイオリアクター / 酵素反応 / 生体機能利用 / ナノバイオ / 化学工学

研究概要

脂質二分子膜小胞(リポソーム)の低分子量物質に対する膜透過性が,高温・液体せん断場において増大することを明らかにした。グルコース酸化酵素を内包させ,副生過酸化水素を分解する酵素カタラーゼを固定化させたリポソームを調製して,外部循環式エアリフト型気泡塔内の気液流動が誘起する液体せん断場においてグルコースに対するリポソーム膜透過性を増大させ,高活性で安定な酸化反応触媒システムを構築した。

研究成果

• [雑誌論文] Thermal stabilization of formaldehyde dehydrogenase with nicotinamide adenine dinucleotide (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshimoto, T.Yamashita, S.Kinoshita
  • 雑誌名: Enzyme Microb.Technol. in press
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability and reactivity of liposome-encapsulated formate dehydrogenase and cofactor system in carbon dioxide gas-liquid flow. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshimoto, T.Yamashita, T.Yamashiro
  • 雑誌名: Biotechnol.Prog. 26 ページ: 1047-1053
  • 査読あり
• [雑誌論文] A biosensor composed of glucose oxidase-containing liposomes and MnO2-based layered nanocomposite. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshimoto, C.Iida, A.Kariya, N.Takaki, M.Nakayama
  • 雑誌名: Electroanalysis 22 ページ: 653-659
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalase-conjugated liposomes encapsulating glucose oxidase for controlled oxidation of glucose with decomposition of hydrogen peroxide produced. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshimoto, N.Takaki, M.Yamasaki
  • 雑誌名: Coll.Sur.B 79 ページ: 403-408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of formate dehydrogenase from Candida boidinii through liposome-assisted complexation with cofactors. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshimoto, R.Yamasaki, M.Nakao, T.Yamashita
  • 雑誌名: Enzyme Microb.Technol. 46 ページ: 588-593
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas-liquid flow-induced permeabilization of phospholipid bilayer membranes for regulating catalytic performance of liposome-encapsulated bovine liver catalase. (2010)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshimoto, T.Natsume, N.Matsumoto, H.Sakamoto
  • 雑誌名: Coll.Surf.A 360 ページ: 63-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Catalase-conjugated liposomes encapsulating glucose oxidase for controlled oxidation of glucose with decomposition of hydrogen peroxide produced (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et al.
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces B 巻: 79 ページ: 403-408
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stability and reactivity of liposome-encapsulated formate dehydrogenase and cofactor system in carbon dioxide gas-liquid flow (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et al.
  • 雑誌名: Biotechnology Progress 巻: 26 ページ: 1047-1053
  • 査読あり
• [雑誌論文] A biosensor composed of glucose oxidase-containing liposomes and MnO_2-based layered nanocomposite (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et al.
  • 雑誌名: Electroanalysis 22 ページ: 653-659
  • 査読あり
• [雑誌論文] Gas-liquid flow-induced permeabilization of phospholipid bilayer membranes for regulating catalytic performance of liposome-encapsulated bovine liver catalase (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et al.
  • 雑誌名: Colloids and Surfaces A 360 ページ: 63-68
  • 査読あり
• [雑誌論文] Stabilization of formate dehydrogenase from Candida boidinii through liposome-assisted complexation with cofactors (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et al.
  • 雑誌名: Enzyme and Microbial Technology 46 ページ: 588-593
  • 査読あり
• [学会発表] 補酵素-蟻酸脱水素酵素間結合に及ぼすリポソーム膜表面への補酵素複合化の影響 (2011)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠, ら
  • 学会等名: 化学工学会第76年会
  • 発表場所: 東京農工大学
  • 年月日: 2011-03-23
• [学会発表] リポソーム膜の流動性に及ぼす膜内Mg-Chlorophyll a含有量の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠, ら
  • 学会等名: 膜シンポジウム2010
  • 発表場所: 京都大学
  • 年月日: 2010-11-19
• [学会発表] 高活性を発現するリポソーム修飾複合酵素を用いるグルコース酸化反応操作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高木規行, ら
  • 学会等名: 化学工学3支部合同徳島大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2010-10-24
• [学会発表] 遊離脱水素酵素の失活特性に基づく高安定性を有するリポソーム内封入酵素の調製 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山下孝幸, ら
  • 学会等名: 化学工学3支部合同徳島大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2010-10-24
• [学会発表] 固定化補酵素リポソームの調製と機能に及ぼす脂質膜内の架橋剤分子種と密度の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 國廣信貴, ら
  • 学会等名: 化学工学3支部合同徳島大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2010-10-24
• [学会発表] リポソーム内水相における高い熱安定性を示す蟻酸脱水素酵素-補酵素複合体の形成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉本 誠, 山下孝幸, 山城卓哉
  • 学会等名: 化学工学3支部合同徳島大会
  • 発表場所: 徳島,徳島大学
  • 年月日: 2010-10-23
• [学会発表] リポソニム内水相における高い熱安定性を示す蟻酸脱水素酵素-補酵素複合体の形成 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠, ら
  • 学会等名: 化学工学3支部合同徳島大会
  • 発表場所: 徳島大学
  • 年月日: 2010-10-23
• [学会発表] Preparation and physicochemical properties of Mg-chlorophyll a-incorporated phospholipid bilayer membranes (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoro, et al.
  • 学会等名: The 8th International Symposium on membrane Stress Biotechnology
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-09-22
• [学会発表] Oxidation of glucose with decomposition of hydrogen peroxide produced catalyzed by liposome-encapsulated glucose oxidase and membrane-bound catalase (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et al.
  • 学会等名: 7th Symposium on Engineering Science of Liposome
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2010-09-18
• [学会発表] カタラーゼ複合化リポソーム膜を利用するグルコースオキシダーゼ反応速度の制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎 未来, 高木規行, 吉本 誠
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 京都,同志社大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] クロロフィル含有リポソーム膜系の電子移動に及ぼす脂質膜の流動性と表面電荷の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 古谷武宏, ら
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] カタラーゼ複合化リポソーム膜を利用するグルコースオキシダーゼ反応速度の制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山崎未来, ら
  • 学会等名: 化学工学会第42回秋季大会
  • 発表場所: 同志社大学
  • 年月日: 2010-09-06
• [学会発表] リポソーム内封入酵素の安定性と反応性に及ぼすエアリフト型気泡塔内気液流動の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 夏目友誉, ら
  • 学会等名: 分離技術会年会2010
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] 炭酸ガスを通気したエアリフト型気泡塔におけるリポソーム系蟻酸脱水素酵素反応操作 (2010)
  • 著者名/発表者名: 山城卓哉, ら
  • 学会等名: 分離技術会年会2010
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2010-06-04
• [学会発表] 気液二相流中における脂質膜の透過性変化に基づくリポソーム系酵素反応速度の制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉本 誠, 夏目友誉
  • 学会等名: 分離技術会年会2010
  • 発表場所: 東京,明治大学
  • 年月日: 2010-06-03
• [学会発表] 気液二相流中における脂質膜の透過性変化に基づくリポソーム系酵素反応速度の制御 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠, ら
  • 学会等名: 分離技術会年会2010
  • 発表場所: 明治大学
  • 年月日: 2010-06-03
• [学会発表] 層状マンガン酸化物薄膜におけるリポソーム内封入グルコースオキシダーゼ反応の電気化学的検出 (2010)
  • 著者名/発表者名: 高木規行, ら
  • 学会等名: 第71回分析化学討論会
  • 発表場所: 島根大学
  • 年月日: 2010-05-15
• [学会発表] エアリフトに懸濁させた蟻酸脱水素酵素封入リポソームの活性に及ぼす炭酸ガス通気の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉本 誠, 山下孝幸, 山城卓哉
  • 学会等名: 化学工学会第75年会
  • 発表場所: 鹿児島,鹿児島大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] エアリフトに懸濁させた蟻酸脱水素酵素封入リポソームの活性に及ぼす炭酸ガス通気の影響 (2010)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠, ら
  • 学会等名: 化学工学会第75年会
  • 発表場所: 鹿児島大学
  • 年月日: 2010-03-19
• [学会発表] Stability and reactivity of liposomal formate dehydrogenase suspended in carbon dioxide gas-liquid flow in a bioreactor (2010)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto
  • 学会等名: 5th Choshu-London Memorial Symposium in Chemistry
  • 発表場所: 山口大学
  • 年月日: 2010-03-08
• [学会発表] リポソーム膜/補酵素共存系による蟻酸脱水素酵素の安定化 (2009)
  • 著者名/発表者名: 吉本誠, ら
  • 学会等名: 7th Membrane Stress Biotechnology Symposium
  • 発表場所: 関西大学
  • 年月日: 2009-12-14
• [学会発表] Preparation and catalytic properties of glucose oxidase encapsulated in catalase-conjugated liposomes for effective oxidation of glucose. (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshimoto, N.Takaki
  • 学会等名: Asia Pacific Biochemical Engineering Conference
  • 発表場所: 神戸 神戸国際会議場
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] Preparation and catalytic properties of glucose oxidase encapsulated in catalase-conjugated liposomes for effective oxidation of glucose (2009)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et al.
  • 学会等名: Asia Pacific Biochemical Engineering Conference 2009
  • 発表場所: 神戸国際会議場
  • 年月日: 2009-11-25
• [学会発表] Chlorophyll aを複合化した脂質二分子膜の調製と光誘起電子移動特性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 國廣信貴, ら
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] リポソームに構築した複合酵素系による過酸化水素分解を伴うグルコース酸化反応 (2009)
  • 著者名/発表者名: 高木規行, ら
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2009-09-18
• [学会発表] 蟻酸脱水素酵素/補酵素系のリポソーム内封入による安定化と炭酸ガス還元活性 (2009)
  • 著者名/発表者名: 山下孝幸, ら
  • 学会等名: 化学工学会第41回秋季大会
  • 発表場所: 広島大学
  • 年月日: 2009-09-18
• [図書] Enzyme Stabilization and Immobilization: Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology, (S.D.Minteer ed.) (2011)
  • 著者名/発表者名: M.Yoshimoto
  • 出版者: Stabilization of enzymes through encapsulation in liposomes (Chapter 2).
• [図書] Stabilization of enzymes through encapsulation in liposomes (Chapter 2), Enzyme Stabilization and Immobilization : Methods and Protocols, Methods in Molecular Biology (S.D.Minteer ed.), Vol.679 (2011)
  • 著者名/発表者名: Makoto Yoshimoto, et al.
  • 総ページ数: 10
  • 出版者: Humana Press
• [備考] ホームページ等